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Por mucho tiempo se ha sabido que hay dos clases de programas (y hardware), los de uso militar y los de uso civil. Así, por ejemplo, se sabe que la milicia, al menos en los Estados Unidos, tiene sistemas que dan más precisión que los que pueden dar los esquemas para los civiles. Un dato de un GPS para el ejército norteamericano a lo mejor se da en decímetros de precisión. Uno para el ciudadano normal, quizás tenga una incertidumbre incluso de metros. De hecho, los GPS de los teléfonos celulares dan una precisión de 2 a 3 metros en condiciones aceptables, pero en muchas ocasiones la precisión llega a estar en una incertidumbre de 10 metros, que no es mucho pero finalmente no es lo deseable.

Sin embargo, en lo que se refiere a GPS, parece ser que los equipos para civiles podrían dar un posicionamiento más preciso, pero para ello se requeriría una antena más grande. La razón de esto es que el problema es la recepción de múltiples trayectorias, el cual reduce la precisión. Esto echa a perder la información porque la señal del satélite toma una serie de trayectorias para llegar al receptor. Una antena mayor, direccional y procesamiento más sofisticado, puede reducir la recepción de trayectorias múltiples y lograr precisión de centímetros.

Esto no es razonable para la mayoría de las aplicaciones, pero ahora se tiene un algoritmo que permite extraer, con una precisión mayor, sin necesidad de usar hardware especializado. Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin ha tomado el hardware que hay en los teléfonos celulares y probando solamente con software, ha intentado mejorar la precisión del GPS. Cabe decir que en algunos casos el equipo usa actualizaciones de hardware como por ejemplo, un oscilador de referencia de compensación de temperatura, pero aún si esto, los resultados obtenidos son muy interesantes.

La clave del proceso es un filtro de software sofisticado que hace uso del movimiento azaroso del receptor. Los receptores simples GPS demodulan la señal y extraen el mensaje. Este es un paquete de datos que le dice al GPS que fije la posición a un par de metros. Pero si vemos el problema desde el que manda el mensaje (el carrier), es posible mejorar la posición y dar un dato con incertidumbre en centímetros, tan preciso incluso hasta llegar a 2mm de incertidumbre, al menos en teoría. El método desarrollado hace que el filtro intente remover los errores causados por la recepción de las trayectorias múltiples. Este filtro incluye un término para la posición y la velocidad de las antenas. Un resultado sorprendente es que la estimación mejora.

He aquí una demostración:

Por el momento todo el procesamiento se hace en una computadora que está separada del teléfono, pero en principio es posible que el procesador del telefono pudiese hacer esta tarea. Eventualmente, un receptor más adecuado cuesta hoy en día unos 50 dólares. Las aplicaciones de esta nueva precisión caen en robótica, autos que se manejan solos y escaneo 3D.

Referencias:

Centimeter Positioning with a Smartphone-Quality GNSS Antenna
por Kenneth M. Pesyna, Jr., Robert W. Heath, Jr. y Todd E. Humphreys, Universidad de Texas en Austin

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